第六章 化学反应与能量（B卷·能力提升练）-【单元测试】2022-2023学年高一化学分层训练AB卷（人教版2019必修第二册）

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班级 姓名 学号 分数
第六章 化学反应与能量（B卷·能力提升练）
（时间：90分钟，满分：100分）
一、选择题（本题共18小题，每小题3分，共54分）
1．下列说法正确的是
A．已知石墨转化为金刚石是吸热反应，所以石墨比金刚石稳定
B．凡是需要加热的反应都是吸热反应
C．灼热的炭与CO2的反应既是氧化还原反应又是放热反应
D．干冰易升华，这与分子中C=O键的键能大小有关
【答案】A
【详解】
A．能量越低物质越稳定，石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，稳定，故A正确；
B．燃烧需要加热到着火点，但是放热反应，故B错误；
C．灼热的炭与CO2的反应生成CO，有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，属于吸热反应，故C错误；
D．分子晶体的沸点与分子间作用力有关，干冰易升华，是因为分子中分子间作用力较小，故D错误；
故选：A。
2．下列实验现象能充分说明对应的化学反应是放热反应的是
选项
A
B
C
D
反应装置




实验现象
反应开始后，
针筒活塞向右移动
稀释时烧杯壁
温度明显升高
U形管的液面
左高右低
温度计的水银柱不断上升
【答案】D
【解析】A项，锌粒与稀硫酸反应产生氢气，不管反应是否放热，反应开始后，针筒活塞都向右移动，错误；B项，浓硫酸稀释放热，但是不是化学反应，错误；C项，硝酸铵固体的溶解吸热，出现左高右低的现象，且不是化学反应，错误；D项，稀盐酸和氢氧化钠的反应为酸碱中和，发生化学反应，温度计水银柱升高，说明反应放热，正确。
3．下列说法正确是
A．镍镉电池、锂电池和锌锰电池都是二次电池
B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池
C．化学电池的反应原理是氧化还原反应
D．铅蓄电池放电时正极是Pb，负极是PbO2
【答案】C
【解析】A项，镍氢电池、锂离子电池为二次电池，碱性锌锰干电池为一次电池，错误；B项，燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池等，产物多为CO2、H2O等，不污染环境，错误；C项，化学电池是将化学能转变为电能的装置，有电子的得失，实质为氧化还原反应，正确；D项，铅蓄电池放电的时候，Pb被氧化，为原电池的负极；PbO2被还原，为原电池的正极，错误。
4．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是

A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的c(H＋)均减小 D．产生气泡的速率甲比乙慢
【答案】C
【详解】
A．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，铜是正极，铜片表面均有氢气产生，故A错误；
B．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，铜是正极；乙中铜、锌没有连接，不构成原电池，故B错误；
C．两烧杯中都发生反应，溶液的c(H＋)均减小，故C正确；
D．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，产生气泡的速率甲比乙快，故D错误；
选C。
5．某化学兴趣小组为了探索电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
实验编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针偏转方向
1
Mg、Al
稀盐酸
指向铝
2
Al、Cu
稀盐酸
偏向铜
3
A1、石墨
稀盐酸
偏向石墨
4
Mg、Al
NaOH溶液
偏向镁
根据上表中记录的实验现象，下列说法不正确的是
A．实验1中铝电极上发生还原反应
B．实验2中电子从铝片经导线流向铜片
C．实验2和3都是A1做负极，实验1和4都是Al做正极
D．实验3正极的电极反应为2H＋＋2e－＝H2↑
【答案】C
【解析】A项，实验1中电解质溶液为稀盐酸，则根据金属活动性Mg＞Al，则金属Mg做负极材料，化合价升高失去电子发生氧化反应，金属Al为正极发生还原反应，正确；B项，实验2中电解质溶液为稀盐酸，则金属Al为负极，化合价升高失去电子，则电子从负极经过导线流向正极，正确；C项，实验2中金属Al为负极，实验3中金属Al为负极，实验1中金属Al为正极，实验4中金属Al为负极，错误；D项，实验3正极为石墨，电解质溶液为稀盐酸，则溶液中的H＋在石墨电极上变为氢气，正极的电极反应式为：2H＋＋2e－＝H2↑，正确。
6．燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，某氢氧燃料电池的构造示意图如下，该电池工作时，下列说法正确的是

A．O2在b电极上发生氧化反应
B．电解质溶液中OH-向正极移动
C．该装置实现了电能到化学能的转化
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
【答案】D
【解析】A．O2在b电极上得到电子发生还原反应，A错误；
B．该燃料电池工作时，电解质溶液中OH-向正电荷较多的负极移动，B错误；
C．该装置通过两个电极分别发生氧化反应、还原反应，实现了化学能到电能的转化，C错误；
D．氢氧燃料电池反应产物水不会对环境造成污染，且水又是生产燃料H2的原料，比H2直接燃烧能量利用率大大提高，因此是一种具有应用前景的绿色电源，D正确；
故合理选项是D。
7．反应，在四种不同条件下的反应速率为
(1)    (2)
(3)    (4)
则反应速率的快慢顺序正确的是
A．(1)=(4)<(3)<(2) B．(1)>(2)=(3)>(4)
C．(1)>(4)>(2)=(3) D．(2)>(3)>(4)>(1)
【答案】C
【解析】，反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快，则(1)，(2) ，(3) ，(4) ，反应速率的快慢为(1)>(4)>(2)=(3)，故选：C。
8．反应4A(s)＋5B(g) 4C(g)＋6D(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，D的物质的量增加了0.45 mol，则下列说法正确的是
A．半分钟时v(B)=0.0015 mol·L-1·s-1 B．半分钟内v(A)=0.0010 mol·L-1·s-1
C．半分钟内v(C)=0.0010 mol·L-1·s-1 D．半分钟内v(D)=0.045 mol·L-1·s-1
【答案】C
【解析】A．化学反应速率代表一段时间的平均速率，不是瞬时速率，即半分钟时v(B)是指瞬时速率，不能计算，A错误；
B．A物质是固体，浓度视为常数，不能用反应速率表示，B错误；
C．半分钟后，D的物质的量增加了0.45 mol，则半分钟内，由速率之比等于系数比，v(C)=v(D)=0.0010 mol·L-1·s-1，C正确；
D．半分钟后，D的物质的量增加了0.45 mol，则半分钟内，D错误；
故选：C。
9．下列措施对增大反应速率明显有效的是
A．温度容积不变时向C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)反应体系中增加C的量
B．Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸
C．过氧化氢分解时加入适量的MnO2
D．合成氨反应中在恒温、恒容条件下充入氩气使体系压强增大
【答案】C
【解析】A．碳为固体，反应体系中增加C的量不影响反应速率，A错误；
B．铁与浓硫酸发生钝化反应，阻碍了反应的进行，B错误；
C．二氧化锰可以催化过氧化氢加快反应速率，C正确；
D．恒温、恒容条件下充入氩气使体系压强增大，但是不改变反应物的浓度，反应速率不受影响，D错误；
故选C。
10．对于以下反应：A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，在一定温度、压强下，在一体积可变的容器中，当下列物理量不再发生变化时就可确定反应一定达到平衡状态的是
A．容器的体积不再发生变化
B．B的生成速率和D的反应速率之比为3∶1
C．混合气体的密度不随时间变化
D．B、C、D的分子个数之比为3∶2∶1
【答案】C
【解析】A项，A为固体，反应前后气体的化学计量数之和相等，无论是否达到平衡状态，气体体积不变，所以不能根据容器体积是否发生变化来判断是否达到平衡状态，错误；B项，无论反应是否达到平衡状态，B的生成速率和D的反应速率始终为3∶1，所以不能说明正逆反应速率相等，错误；C项，密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积不变，气体的质量可变，所以混合气体的密度不随时间变化能证明该反应达到平衡状态，正确；D项，平衡时浓度不再发生变化，但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系，平衡时的浓度取决于起始物质的配料比以及转化的程度，不能用以判断是否达到平衡状态，错误。
11．研究表明，在一定条件下，气态HCN与CNH两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是

A．CNH(g)比HCN(g)更稳定
B．HCN(g)转化为CNH(g)一定要加热
C．断开1 mol HCN(g)中所有的化学键需要放出127.2 kJ的热量
D．1 mol HCN(g)转化为1mol CNH(g)需要吸收59.3 kJ的热量
【答案】D
【解析】A项，物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。根据图示可知等物质的量的HCN比CNH含有的能量更低，因此HCN比CNH更稳定，错误；B项，由图示可知HCN比CNH能量低，则HCN(g)→CNH(g)时会吸收能量，反应为吸热反应，但反应条件不一定需要在加热条件下进行，错误；C项，根据图示可知1 mol HCN(g)转化为中间状态的物质时需吸收186.5 kJ的热量，但由于该中间物质中仍然存在化学键，断裂化学键需吸收能量，因此1 mol HCN(g)中的所有化学键全部断开需要吸收的热量大于186.5 kJ，错误；D项，根据图示可知1 mol HCN(g)转化为1 mol CNH(g)需要吸收的能量为186.5 kJ－127.2 kJ＝59.3 kJ，正确。
12．已知：电流效率等于电路中通过的电子数与消耗负极材料失去的电子总数之比。现有两个电池Ⅰ、Ⅱ，装置如图所示。(阴离子交换膜只允许阴离子可以“通过”)下列说法正确的是

A．Ⅰ和Ⅱ的电池反应不相同
B．能量转化形式不同
C．Ⅰ的电流效率低于Ⅱ的电流效率
D．5 min后，Ⅰ、Ⅱ中都只含1种溶质
【答案】C
【解析】电池Ⅰ构成中，金属铜是负极，发生氧化反应而被腐蚀，负极反应式： Cu-2e- =Cu2+，石墨碳棒是正极，正极上是铁离子发生还原反应：2Fe3++2e-=2Fe2+，电池Ⅰ的工作原理和电池Ⅱ相似，都是将化学能转化为电能的装置，采用了离子交换膜，可以减少能量损失，据此回答。
A．电池Ⅰ和电池Ⅱ的电池反应相同，A错误；
B．Ⅰ和Ⅱ都是将化学能转化为电能的装置，B错误；
C．电池Ⅰ的工作原理和电池Ⅱ相似,都是将化学能转化为电能的装置，采用了离子交换膜，金属铜和铁离子之间不接触，减少能量损失，Ⅰ的电流效率低于Ⅱ的电流效率，C正确；
D．根据电极反应，负极反应式：Cu-2e-=Cu2+，正极上是2Fe3++2e-=2Fe2+，总反应是：2Fe3+ +Cu=Cu2++2Fe2+，5 min后Ⅰ和Ⅱ中都含2种溶质：氯化铜和氯化亚铁，D错误；
故合理选项是C。
13．有甲、乙、丙、丁四种金属，将甲乙用导线相连放入稀硫酸中可以看到甲慢慢溶解，而乙表面上有气泡逸出，把丁放到甲的硫酸盐溶液中，丁的表面覆盖一层甲的单质，丙能和水反应放出氢气，甲能和稀盐酸反应放出氢气，已知四种金属中有一种是铜，则铜是
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【答案】B
【详解】
甲、乙用导线相连放入稀H2SO4中，甲慢慢溶解，乙表面上有气泡逸出，则甲为原电池负极，活泼性：甲>乙；
把丁放到甲的硫酸盐溶液中，丁的表面覆盖一层甲的单质，说明活泼性：丁>甲；
甲放入稀盐酸中会产生H2，则甲排在氢的前面，丙能和水反应放出氢气，则活泼性：丙>甲>H；
可得活泼顺序为：丁>丙>甲>乙，由甲>H，说明只有乙才可能排在H后，故金属铜是乙，故选：B。
14．现用如图所示装置来测定某原电池工作时在一段时间内通过导线的电子的物质的量。量筒的规格为1 000 mL，电极材料是镁片和铝片。下列有关说法正确的是

A．b电极材料是镁片
B．电流经a流向b
C．若用NaOH溶液代替稀硫酸，溶液中的OH－移向铝片一极
D．当量筒中收集到672 mL气体时，通过导线的电子的物质的量为0.06 mol
【答案】C
【解析】根据原电池的工作原理，由装置图知，电极b产生气体，则b为正极，电极b为铝片，电极反应式为：2H＋＋2e－＝H2↑；电极a为镁片，作负极，电极反应式为：Mg－2e－＝Mg2＋，电流经正极流向负极，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
A项，由分析知，b电极材料为铝片，错误；B项，由分析知，电极a为负极，电极b为正极，电流由正极流向负极，即电流经b流向a，错误；C项，用NaOH溶液代替稀硫酸，则铝作负极，阴离子移向负极，则溶液中的OH－移向铝片一极，正确；D项，未说明标况，无法计算量筒中收集气体的物质的量，无法计算通过导线的电子的物质的量，错误。
15．对于X(g)+3Y(g)2Z(g)，当生成2 mol 的Z时，该反应放出a kJ能量，一定条件下，将1 mol X和 3 mol Y通入2 L的恒容密闭容器中，反应10 min，测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是
A．10 min 内，Y 的平均反应速率为0.06 mol/(L·min)
B．第10 min时，X的反应速率为0.01 mol/(L·min)
C．10 min 内，X和Y反应放出的热量为a kJ
D．达到化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，且两者速率均大于零
【答案】D
【解析】A．反应10 min，测得Y的物质的量为2.4 mol，则转化的Y的物质的量为3 mol -2.4 mol =0.6mol，故Y的平均反应速率为=0.03 mol/(L·min)，A错误；
B．化学反应速率是指平均反应速率，而不是瞬时反应速率，B错误；
C．该反应为可逆反应，则将1 mol X和 3 mol Y通入2 L的恒容密闭容器中，充分反应，不会全部转化为2 mol 的Z，即反应放出的热量小于a kJ，C错误；
D．化学反应速率均为正值，当正反应速率等于逆反应速率，且不为零时，反应达到平衡状态，D正确；
故选D。
16．臭氧是理想的烟气脱硝试剂，可逆反应2NO2(g)＋O3(g)＝N2O5(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，反应过程中测得O2(g)的浓度随时间1的变化曲线如图所示

下列叙述错误的是
A．a～c段反应速率加快的原因可能是反应放热
B．若向容器内充入一定体积的NO2，化学反应速率加快
C．向反应体系中通入氢气，反应速率降低
D．2～8 min的化学反应速率v(NO2)＝0.4 mol·L－1·min－1
【答案】C
【解析】A项，随着反应的进行，a～c段反应速率反而加快的原因可能是该反应放热，温度升高，反应速率加快，正确；B项，若向容器内充入一定体积的NO2，增大了NO2的浓度，化学反应速率加快，正确；C项，恒容条件下，向反应体系中通入不反应的氢气，反应速率不变，错误；D项，2～8 min内，氧气的浓度变化量为1.6 mol·L－1－0.4 mol·L－1＝1.2 mol·L－1，则v(O2)＝＝0.2 mol·L－1·min－1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可得，v(NO2)＝2v(O2)＝0.4 mol·L－1·min－1，正确。
17．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是                                      

A．反应在0～10 s内，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1
B．反应在0～10 s内，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1
C．反应进行到10 s时，Y的转化率为79.0%
D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)=Z(g)
【答案】C
【解析】A．反应开始到10s，用Z表示的反应速率为，A错误；
B．X初始物质的量为1.2mol，到10s物质的量为0.41mol，物质的量减少了0.79mol，浓度减小了0.395mol/L，B错误；
C．Y初始物质的量为1mol，到10s剩余0.21mol，转化了0.79mol，转化率为79%，C正确；
D．X、Y物质的量减小，Z物质的量增大，说明X、Y为反应物，Z为生成物，达到平衡时Z物质的量变化量Δn(X)=0.79mol，Δn(Y)=0.79mol，Δn(Z)=1.58mol，故X、Y、Z化学计量数之比为1：1：2，D错误；
故选C。
18．一定温度下，在2 L恒容密闭容器中投入一定量A、B，发生反应：3A(g)＋bB(g)cC(g)，12 s时生成0.8 mol C，A、B物质的量变化如下图。下列说法不正确的是

A．b＝1，c＝2
B．平衡时向容器中充入Ne，反应速率不变
C．平衡时气体总压强是起始的
D．若混合气体密度不变时，该反应达平衡状态
【答案】D
【解析】A项，12 s时，反应达到平衡状态，生成0.8 mol C，由图可知，A、B分别消耗的物质的量为(1.6－0.4) mol＝1.2 mol，(1.0－0.6) mol＝0.4 mol，由物质的转化量之比等于化学计量数之比，可得A、B、C的化学计量数之比为：1.2∶0.4∶0.8＝3∶1∶2，故b＝1，c＝2，正确；B项，容器容积不变，平衡时向容器中充入Ne，各物质的浓度不变，则反应速率不变，正确；C项，起始总物质的量为1.6 mol＋1.0 mol＝2.6 mol，由A项知，平衡时，混合气体总物质的量为0.4＋0.6＋0.8＝1.8 mol，根据压强比等于物质的量之比可得，＝＝，则平衡时气体总压强是起始的，正确；D项，容器的容积不变，反应前后混合气体的总质量不变，则混合气体的密度始终不变，故若混合气体密度不变时，不能判断该反应达平衡状态，错误。
二、非选择题（本题共5小题，共46分）
19．（8分）化学反应中不仅有物质变化而且伴随着能量变化。
(1)以下实验中属于吸热反应的是________(填序号)。

(2)下图中，表示放热反应能量变化的是_______(填字母)。

(3)从微观角度分析化学反应中能量变化的原因：

图中①和②分别为_____________、_____________(填“吸收”或“释放”)。氢气与氧气反应生成1mol水蒸气时，释放________kJ能量。
(4)当前，很多地区倡导用天然气替代煤作为家用燃料，根据下表从尽可能多的角度分析其原因是______________________________________。
燃料
燃烧释放的能量(每1千克)
天然气
55812kJ
煤
20908kJ
【答案】② A 吸收 放出 245 相同质量的甲烷和煤相比，甲烷燃烧放出热量更高；甲烷燃烧充分，燃料利用率高，且污染小；甲烷中不含硫等杂质，不会造成酸雨等环境问题，因此甲烷是国家大力推广的清洁能源
【分析】
吸热反应是反应物总能量小于生成物的总能量，放热反应是反应物总能量大于生成物的总能量，断键需要吸收能量，形成键放出热量，据此分析；
【详解】
(1)①锌与硫酸反应属于放热反应；②柠檬酸和碳酸氢钠反应属于吸热反应；③所有的燃烧都是放热反应；故②符合题意；
(2)放热反应：反应物总能量高于生成物的总能量，因此表示放热反应能量变化的是A；
(3)①为断键，断键吸收能量，②为形成化学键，形成化学键放出能量；断裂1molH2和molO2中的化学键吸收的总能量为(436＋249)kJ=685kJ，形成1molH2O中的化学键释放的能量为930kJ，因此生成1molH2O时放出热量为930kJ－685kJ=245kJ；
(4)天然气主要成分是甲烷，由表中数据可以知道，相同质量的甲烷和煤相比，甲烷燃烧放出热量更高；而且甲烷中含氢量最高的烃，燃烧充分，燃料利用率高，且污染小；甲烷中不含硫等杂质，不会造成酸雨等环境问题，因此甲烷是国家大力推广的清洁能源。
【点睛】
反应式放热反应还是吸热反应取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小，如果反应物总能量大于生成物总能量则为放热反应，反之则为吸热反应。
20．（10分）反应Sn+H2SO4=SnSO4+H2↑的能量变化趋势，如图所示：

(1)该反应为__反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是________(填字母)。
A．改锡片为锡粉 B．加入少量醋酸钠固体
C．滴加少量CuSO4 D．将稀硫酸改为98%的浓硫酸
(3)若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为________极(填“正”或“负”)。石墨棒上产生的现象为______________，该极上发生的电极反应为____________________，稀硫酸的作用是传导离子、____________________，原电池工作时溶液中的移向________极移动(填正或负)。
(4)实验后同学们经过充分讨论，观察原电池反应特点，认为符合某些要求的化学反应都可以通过原电池来实现。下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是______________。
A．CO2+H2O=H2CO3 B．NaOH+HCl=NaCl+H2O
C．2H2+O2=2H2O D．CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
以KOH为电解质溶液，在所选反应设计成原电池，该电池负极反应为：__。
【答案】(1)放热
(2)AC
(3)正 有气泡产生 2H++2e-=H2↑ 作正极反应物 负
(4) C H2+2OH--2e-=2H2O
【解析】
(1)从图象可知，反应物总能量高于生成物总能量，所以该反应为放热反应，故答案为：放热；
(2)A．改锡片为锡粉，增大接触面积，反应速率增大，选项A正确；
B．加入少量醋酸钠固体，与氢离子反应生成弱酸，使氢离子浓度降低，反应速率降低，选项B错误；
C．滴加少量CuSO4，与锡反应产生铜与锡形成原电池，加快反应速率，选项C正确；
D．改稀硫酸为98%的浓硫酸，具有强氧化性，与锡反应不生成氢气，选项D错误；
答案选AC；
(3)该反应中锡为还原剂，作负极，则石墨为正极；石墨棒上氢离子得电子产生氢气，则产生的现象为有气泡产生，该极上发生的电极反应为2H++2e-=H2↑，稀硫酸的作用是传导离子、作正极反应物，原电池工作时溶液中的阴离子移向负极移动；
(4)A．反应CO2+H2O=H2CO3没有发生氧化还原反应，不能设计成原电池，选项A错误；
B．反应NaOH+HCl=NaCl+H2O为复分解反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，选项B错误；
C．反应2H2+O2=2H2O中氢、氧化合价发生变化，属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，选项C正确；
D．反应CuO+H2SO4=CuSO4+H2O为复分解反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，选项D错误；
答案选B；
以KOH为电解质溶液，在所选反应设计成原电池，该电池负极上氢气失电子产生水，电极反应为：H2+2OH--2e-=2H2O。
21．（8分）化学电源广泛地应用于现代社会的生产和生活。请回答下列问题：
（1）原电池是一种化学能转变为电能的装置，所以原电池的设计原理与某类化学反应有关。你认为下列化学反应，可以设计成原电池的是___________(填字母)。
A．CaO＋H2O＝Ca(OH)2
B．C＋CO22CO
C．NaOH＋HCl＝NaCl＋H2O
D．2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2
（2）化学反应均涉及相应的能量变化，为探究这些能量变化，某同学设计了如图两个实验，已知两个实验除了是否有导线连接两个金属棒外，其余均相同。

①该同学设计这两个实验的目的是______________________________________________。
②有关反应一段时间后的实验现象，下列说法正确的是___________(填字母)。
A．图1中温度计的示数高于图2的示数
B．图1和图2中温度计的示数相等，且均高于室温。
C．图1和图2的气泡均产生于锌棒表面
D．图2中产生气体速率比1慢
（3）若将两个金属棒用导线相连在一起，总质量为80.00 g的锌片和银片同时浸入稀硫酸中，工作一段时间后，取出金属片，进行洗涤、干燥、称量，得金属片的总质量为63.75 g，则装置工作时锌片上的电极反应式为__________________________，工作时间内装置所产生氢气的体积为___________L(标准状况)。
【答案】（1）D （2）①通过对比实验探究Zn与稀硫酸在不同条件下反应的能量变化 ②A （3）Zn－2e－＝Zn2＋ 5.6
【解析】（1）A项，CaO＋H2O＝Ca(OH)2是非氧化还原反应，不能设计为原电池，不符合题意；B项，C＋CO22CO是吸热的氧化还原反应，反应不能自发进行，因此不能设计为原电池，不符合题意；C项，NaOH＋HCl＝NaCl＋H2O是非氧化还原反应，不能设计为原电池，不符合题意；D项，2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2是放热的氧化还原反应，反应能够自发进行，因此可以设计为原电池，符合题意；故合理选项是D；（2）①该同学设计这两个实验的目的是通过对比实验探究Zn与稀硫酸在不同条件下反应的能量变化；②A项，图1中化学能只转化为热能，而图2中化学能大部分转化为电能，只有很少一部分能量转化为热能，所以根据能量守恒可知：图1中温度计的示数高于图2的示数，正确；B项，根据能量守恒，图1中化学能只转化为热能，而图2中化学能大部分转化为电能，只有很少一部分能量转化为热能，故温度计的示数图1大于图2，且均高于室温，错误；C项，图1中未构成原电池，Zn棒上产生气泡，而图2构成了原电池，在铜棒上产生气泡，错误；D项，原电池反应能够加快反应速率，使金属与酸反应放出氢气的速率比不构成原电池快，故图2中产生气体的速率比图1快，错误；故合理选项是A项；（3）由于金属活动性Zn＞Ag，所以在构成的原电池反应中，Zn为负极，Ag为正极。负极上Zn失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：Zn－2e－＝Zn2＋，在正极Ag上溶液中的H＋得到电子发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑。总反应方程式为Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑，反应消耗Zn的质量为m(Zn)＝80.00 g－63.75 g＝16.25 g，n(Zn)＝＝0.25 mol，根据方程式中物质反应转化关系可知：产生H2的物质的量是0.25 mol，其在标准状况下的体积V(H2)＝0.25 mol×22.4 L·mol－1＝5.6 L。
22．（10分）某实验小组为探究酸性条件下碘化钾与过氧化氧反应的化学反应速率，进行了以下实验探究。
（1）实验一：向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘化钾、淀粉和硫代硫酸钠(Na2S2O3)的混合溶液，一段时间后溶液变蓝。该小组查阅资料知体系中存在下列两个主要反应：
反应ⅰ：H2O2＋2I－＋2H＋＝I2＋2H2O；
反应ⅱ：I2＋S2O32－＝2I－＋S4O62—。
为了证实上述反应过程，进行下列实验(所用试剂浓度均为0.01 mol·L－1)
实验二：向酸化的H2O2溶液中加入淀粉KI溶液，溶液几秒后变为蓝色。再向已经变蓝的溶液中加入Na2S2O3溶液，溶液立即褪色。
根据此现象可知反应ⅰ速率_______反应ⅱ的速率(填“大于”、“小于”或“等于”)，解释实验一中溶液混合一段时间后才变蓝的原因是_________________________________________。
（2）为了探究c(H＋)对反应速率的影响，设计两组对比实验，按下表中的试剂用量将其迅速混合观察现象。(各实验均在室温条件下进行)
实验编号
试剂体积/mL
溶液
开始变蓝的时间/s
0.1 mol·L－1
H2O2
1 mol·L－1
H2SO4
0.01 mol·L－1
Na2S2O3
0.1 mol·L－1
KI(含淀粉)
H2O
I
40
40
20
40
20
t1
II
V1
20
20
40
V2
t 2
①V1＝_______，V2＝_______。
②对比实验I和实验II，t1_______(填“＞”、“＜”或“＝”)。
（3）利用实验I的数据，计算反应ⅱ在0～t1 s的化学反应速率v(S2O32－)＝__________mol·L－1·s－1；反应ⅰ在0～t1s的化学反应速率v(H2O2)＝_______________mol·L－1·s－1。
【答案】（1）小于 硫代硫酸钠被消耗完，再生成的I2才能使淀粉溶液变蓝 （2）①40 40 ②＜ （3）
【解析】（1）向酸化的H2O2溶液中加入淀粉KI溶液，溶液几秒后变为蓝色，说明反应生成碘单质；再向已经变蓝的溶液中加入Na2S2O3溶液，溶液立即褪色，说明Na2S2O3和碘单质反应，导致溶液褪色；实验中褪色速率大于变蓝色速率，可知反应ⅰ的速率小于反应ⅱ的速率；实验一中同时加入碘化钾、淀粉和硫代硫酸钠，生成的碘单质会立即和硫代硫酸钠反应，当硫代硫酸钠被消耗完，再生成的I2才能使淀粉溶液变蓝，故溶液混合一段时间后才变蓝；（2）探究c(H＋)对反应速率的影响，则实验变量为氢离子浓度，其它因素要相同，故加入过氧化氢要相同，V1＝40；溶液的总体积要相同，实验Ⅰ混合后溶液的总体积为160，则V2＝160－(40＋20＋20＋40)＝40；反应中氢离子为反应物，反应物浓度增加，反应速率加快，故对比实验I和实验II，t1＜t2；（3）实验I中混合后溶液总体积为160 mL，H2O2、Na2S2O3的物质的量分别为0.1 mol·L－1×40×10－3 L＝4×10－3 mol、0.01 mol·L－1×20×10－3 L＝0.2×10－3 mol，由反应I2＋S2O32－＝2I－＋S4O62—可知H2O2过量、Na2S2O3不足，当溶液开始变蓝时，Na2S2O3反应完全，消耗时间为t1 s，故反应ⅱ在0～t1 s的化学反应速率v(S2O32－)＝＝ mol·L－1·s－1；根据反应ⅰ、ⅱ可知：H2O2～I2～2S2O32－，则反应ⅰ在0～t1 s的化学反应速率v(H2O2)＝v(S2O32－)＝ mol·L－1·s－1。
23．（10分）CO和N2O是汽车尾气中污染大气的成分。一定条件下，通过下列转化反应：CO(g)＋N2O(g)CO2(g)＋N2(g)(放热反应)，可治理CO和N2O产生的污染。
向体积相同的三个恒容密闭容器中均充入a mol CO(g)和a mol N2O(g)进行下列实验：
实验序号
反应温度
催化剂
Ⅰ
恒温T1℃
无
Ⅱ
恒温T1℃
有
Ⅲ
初始温度T1℃，绝热容器
无
注：绝热容器的反应体系和外界环境无热交换
回答下列问题：
（1）实验Ⅰ、Ⅱ中c(N2)随时间t的变化曲线如下图，实验Ⅰ反应开始至平衡时间段内v(N2O)＝___________mol·L－1·min－1。平衡时CO的体积分数：实验Ⅰ___________实验Ⅱ(填“大于”“小于”或“等于”)。

（2）某时刻向实验Ⅱ容器充入一定量X(g)，使容器内压强增大。
①若X是CO(g)，则反应速率___________(填“变大”“变小”或“不变”)；
②若X是Ar(g)(不参与反应)，则反应速率___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
（3）下列叙述能说明转化反应到达平衡状态的有___________(填标号)。
A．v(CO2)＝v(CO)
B．断裂n mol N≡N同时生成n mol CO2
C．的值不变
D．v正(N2O)＝2v逆(CO)
E．气体的平均摩尔质量不变
（4）反应一段时间后，发现实验Ⅲ中反应速率增大，其原因是_________________________
_________________。
（5）转化反应CO(g)＋N2O(g)CO2(g)＋N2(g)，在的催化作用下反应历程可分为：
第一步：Fe＋＋N2O(g)＝FeO＋＋N2(g)；
第二步：FeO＋＋________＝________＋________(将化学方程式补充完整)。
【答案】（1） 等于 （2）①变大 ②不变 （3）BC （4）该反应为放热反应，会使体系的温度升高，从而加快反应速率 （5）CO(g)、Fe＋、CO2(g)
【解析】（1）有催化剂时达到平衡需要的时间短，故图中上面的曲线对应的是实验II，下面的曲线对应的是实验I，从方程式可以看出，N2与N2O的化学计量数相同，经过t2 min达平衡，N2O的浓度变化量为0.5 mol·L－1，故实验I中用N2O表示的化学反应速率为：v(N2O)＝＝＝ mol·L－1·min－1；催化剂不影响反应限度，故平衡时CO的体积分数：实验Ⅰ等于实验Ⅱ；（2）CO为反应物，恒温恒容条件下增加CO的投料量，反应物浓度增大，反应速率变大；若恒温恒容条件下充入惰性气体Ar，不影响各物质浓度反应速率不变；（3）A项，v(CO2)＝v(CO)并没有指明正、逆反应方向，不能判断达平衡状态，不符合题意；B项，断裂N≡N键为逆反应方向，生成CO2为正反应方向，断裂n mol N≡N同时生成n mol CO2，代表正、逆两个反应方向，且速率相等，可以判断达平衡状态，符合题意；C项，N2O为反应物，反应过程中减少，N2是生成物，反应过程中增加，当的值不变，即二者的浓度不变，可以判断达到平衡状态，符合题意；D项，v正(N2O)＝2v逆(CO)，正反应速率大于逆反应速率，反应未达到平衡状态，不符合题意；E项，该反应正向气体分子数不变，气体总质量不变，气体的平均摩尔质量一直不变，不能判断达平衡，不符合题意；故选BC；（4）实验III是绝热容器，绝热容器的反应体系和外界环境无热交换，该反应为放热反应，会使体系的温度升高，从而加快反应速率，故答案为：该反应为放热反应，会使体系的温度升高，从而加快反应速率；（5）用总反应方程式CO(g)＋N2O(g)CO2(g)＋N2(g)，减去第一步的反应方程式Fe＋＋N2O(g)＝FeO＋＋N2(g)，即可得到第二步的方程式为：FeO＋＋CO(g)＝Fe＋＋CO2(g)，故答案为：CO(g)、Fe＋、CO2(g)。